• 한국지반공학회논문집
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• 제30권8호
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• pp.39-47
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• 2014

동절기에 지반에 매설된 상수도관은 지반의 동결 융해로 인해 과대한 지반 응력을 받게 되고, 이러한 현상이 겨울철 상수도관의 파괴 또는 변형에 많은 영향을 끼친다. 본 논문에서는 실 대형 모형실험을 통해 외부 온도 변화에 따른 매설관 주변 지반 내 온도거동과 매설관의 변위 및 응력거동을 확인하였으며, 지반이 동결됨에 따라 매설관 주변에 응력이 집중되고 동상이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, 실험에 사용된 시료가 비동상성 시료인 사질토임에도 불구하고 함수비 조건과 배수조건에 따라 동상현상이 나타나는 것을 발견하였으며, 본 논문을 통해 매설관의 배딩(bedding)과 뒷채움재를 비동상 시료로 치환하더라도, 주변 지반의 배수상태, 지하수위, 함수비 등에 따라 동상에 대한 별도의 대책을 세워야 함을 제시하고자 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.1-10
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• 2014

이 논문에서는 현장모형 실험을 통하여 동결온도에 따른 상수도관의 거동변형특성을 다루었다. 동결 온도 조건에 따라 상수도관에 미치는 동상압력과 Marston-Spangler 이론에 의한 동상 압력은 다소 차이를 나타내는 것을 보이며, Marston-Spangler이론만으로 관에 작용하는 하중을 고려하는 것은 안전측을 벗어날 수도 있다는 것을 염두 해야 한다. 또한 현장모형실험을 통한 상수도관의 변형률은 수치해석결과보다 작은 값을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.548-555
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• 2000

It was investigated whether the waste polyethylene chips can be recycled as construction materials in geotechnical engineering field. The standard Proctor test, the hydraulic conductivity test, the large box direct shear test, the thermal conductivity test, the frost heaving test and the time domain reflectometry test were performed on weathered granite soil mixed with variable amount of the waste polyethylene chips. The experimental results showed that the hydraulic conductivity and the shear strength of weathered granite soil increase with increasing the amount of the waste polyethylene chips. On the other hand, the thermal conductivity, the amount of frost heaving and the unfrozen water contents of weathered granite soil decrease with increasing the amount of the waste polyethylene chips.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.926-931
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• 2008

This paper show two different standardized test methods(Japanese Geotechnical Society; JGS 2003). One test is a "Test Method for Frost Heave Prediction Test, JGS 0171-2003", and the other test is a "Test Method for Frost Susceptibility, JGS 0172-2003". The purpose of this test is to obtain the freezing rate(freezing speed), frost heave ratio(heave to sample height), frost heave rate(heaving speed), and other parameters to be used for frost heave prediction and determine the frost susceptibility by freezing test with water intake. This method shall be used to predict the frost heave in frozen ground and evaluate the frost susceptibility of natural and replacement materials.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.49-60
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• 2020

동상민감성 시료의 동상 거동을 평가하기 위해 완전히 결합된 열-수리-역학 연계해석을 수행하였다. 이를 위한 구성모델은 질량보존방정식, 에너지보존방정식, 힘평형방정식을 기반으로 유도되었다. 구성모델을 통해 간극수의 상변화, 간극수 유동 및 수반되는 기계적 변형 등 1차원 동결에 대한 다양한 물리적 현상을 정량적으로 고려할 수 있었다. 한편, 시료의 동상발생량 및 동상속도에 미치는 영향 인자들을 조사하기 위해 민감도 분석 연구가 수행되었다. 민감도 분석 결과에 따르면, 시료의 초기 간극비는 종속변수인 동상발생량과 동상속도에 독립적으로 큰 영향을 미치는 반면 흙 입자 열전도도 및 온도구배는 독립적으로 미치는 영향보다 두 변수 간 상호 작용을 통해 더 큰 영향을 미침을 확인하였다. 본 연구에서 고려된 인자들은 모두 동상발생량과 동상속도에 영향을 미치는 주요 인자이며, 표본시료의 동상민감성 여부를 결정하는 데에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.13-23
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• 2013

겨울에는 시베리아기단에 의해 한랭 건조한 대륙성 고기압의 영향을 받는 계절동토지역인 우리나라는 춥고 건조하여 1월 평균기온이 $-6{\sim}-7^{\circ}C$의 영하의 온도로 낮아져 지반동결시 수분이동으로 동상현상이 발생하여 지반구조물의 불균형 동결팽창을 초래한다. 동상 발생시 토립자는 모관력에 의해 지하수를 흡수하여 아이스렌즈를 형성하며, 이 모관 흡수력은 토립자의 크기에 영향을 받는다. 본 연구에서는 흙의 종류에 따른 동상민감성의 차이를 알아보기 위하여 공학적 특성이 다른 10종류의 흙시료에 대하여 물리적 특성 파악과 통일분류법에 의한 흙 분류를 통해 실내동상실험을 실시하였다. 이에 각각 흙의 종류에 따른 동결깊이, 동상팽창량, 부동수분, 아이스렌즈와 같은 동상특성을 확인하여 시료의 동상민감성을 평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.546-552
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• 2010

Seasonal frozen ground affects structural behavior in South Korea. Frost and heaving of seasonal frozen ground results in the critical damage of roadway, railroad, and buried pipeline. It has been widely used to substitute frost susceptible soils with granular soils. This paper presents experimental investigation on the effectiveness of soil-shredded tire and soil-expanded polystylene (EPS) mixtures to reduce frost depth and force around a buried pipeline. Experimental data such as measured temperature profile and the deformation of buried pipeline were carefully observed and provide the evidence of the effectiveness of soil mixtures.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.71-77
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• 2010

노상토의 동상 가능성이 없는 경우 동상방지층을 생략한다. 이러한 조건에서 노상토의 동결 융해가 발생하면, 동상이 없는 상태에서 탄성계수 변화를 수반하고, 포장설계에서 이를 합당하게 고려해야 한다. 동결 융해 과정의 연속적인 탄성계수 변화를 효과적으로 규명하고자 비파괴시험인 충격공진시험(IR, Impact Resonance)을 도입하였다. 동결 융해 과정에서 수분의 공급이 차단된 폐쇄형 동결조건에서 노상토의 탄성계수는 동결 융해 반복횟수에 무관하게 일정한 값으로 나타났다. 또한 시험에 적용한 모든 함수비 및 다짐도 조건에서 동결전의 탄성계수와 동결 융해 후의 탄성계수는 변화가 거의 없이 일정한 값으로 나타났다. 즉 폐쇄형 동결 융해 조건에서는 노상토의 융해 강성도 감소(thaw-weakening)가 발생하지 않았다. 동결시 탄성계수는 다짐도 및 함수비에 따라서 변화하였으나, 포장설계 관점에서는 무시 가능한 수준으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.27-35
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• 2012

본 논문에서는 $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$의 온도 유지가 가능한 길이 3.2m, 폭 3.2m, 높이 2.4m의 대형 냉동고 내부에 길이 0.9m, 폭 0.9m, 높이 0.9m의 실험용 토조를 실제 도로 아스팔트 포장체의 형상과 유사하게 구성하여 실험 조건에 따른 시료 깊이별 온도변화, 동상 팽창압, 팽창량 등 도로의 동결 특성을 분석하였다. 또한, 소형충격재하 장치(LFWD)를 활용하여 동결 전과 융해 후 도로포장구조체의 동상방지층 유무에 따른 실험을 실시하여 아스팔트 포장체 표면의 처짐을 측정하였다. 즉, 도로포장 중앙부의 처짐비와 표층곡률지수비를 분석, 평가함으로써 도로동상방지층의 효용성 및 공용성을 규명하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.71-80
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• 2010

지리학적 특성으로 국내는 계절 동토지역으로 겨울철에는 동상현상이 발생하고 봄철에는 지반이 해빙된다. 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 환경성과 재료 물성뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력을 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용함으로써 포장의 과다설계 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 노상층, 동상방지층, 보조기층의 역학적 실험을 실시하여 동상민감성을 판단하고 실규모 현장도로 모형축소 실험을 실시하였다. 동상민감성을 판단하기 위하여 토층별 온도, 동결팽창량, 부동수분 및 동결깊이를 측정하였다.